龍灘水電站機組水導(dǎo)軸承的安裝與調(diào)整

龍灘水庫是采用混合水流的傘式水庫，具有低地面積、結(jié)構(gòu)緊湊、發(fā)電效率高等特點。水輪機導(dǎo)軸承采用稀油潤滑、橢圓分塊瓦自潤滑軸承。軸瓦通過其背后的墊塊將徑向力直接傳遞到頂蓋的支持環(huán)上,并通過斜鍵調(diào)整軸瓦間隙,其特點是軸承和冷卻器的維護方便,便于安裝和調(diào)整。1盤車機組中心軸擺度調(diào)整方案在水輪機水導(dǎo)軸承安裝和調(diào)整之前,確定機組的中心、高程、水平都已經(jīng)調(diào)整完畢,盤車機組中心軸擺度符合設(shè)計要求。水導(dǎo)油盆已安裝,并完成煤油滲漏試驗。1.1鑄造缺陷和碰撞損傷痕跡檢查水導(dǎo)瓦為設(shè)備廠家供貨,以箱裝形式到達工地,開箱驗收,并辦理設(shè)備領(lǐng)用手續(xù)。清洗瓦塊先用破布和煤油洗去水導(dǎo)瓦表面的防護瀝青,檢查瓦的各部是否有鑄造缺陷和碰撞損傷痕跡。對于鑄造缺陷要及時向監(jiān)理單位反饋,得到回復(fù)后才進行下一步操作。如果瓦塊表面有毛刺或是凸起的部分,需要用銼刀或油石對毛刺部分進行修整、研磨。清洗、整理完的水導(dǎo)瓦要妥善放置,地上墊木板鋪上防護布對瓦塊進行保護,瓦塊之間隔開3～5cm的安全距離并放置泡沫板,防止瓦塊相互碰撞。1.2軸瓦襯的研磨清洗好的軸瓦需要運送到水導(dǎo)油盆旁邊,對應(yīng)編號安裝,并檢查軸瓦進油邊的過渡性。分塊瓦是稀油潤滑的一種形式,其瓦襯由巴氏合金鑄成。在軸瓦刮研前應(yīng)檢查每塊軸瓦瓦襯有無脫殼、硬點、裂紋或密集氣孔等現(xiàn)象,對缺陷進行處理。對合金面進行研磨,不能有高點和毛刺。結(jié)合龍灘水電站4號機水導(dǎo)軸瓦施工人員對瓦塊的進油邊進行刮研,確保軸瓦的進油量,保證軸瓦冷卻效果。刮研進油邊的過渡面需要刮研成流線型,便于油的循環(huán)。2軸瓦安裝2.1心軸間隙的確定龍灘電站4號機為混流式半傘式機組,下機架導(dǎo)軸承(下稱下導(dǎo)軸承)離推力軸承最近,發(fā)電機組工作時的推力負荷為3600t。推力軸承為整個發(fā)電機中心軸的核心部位,水輪機導(dǎo)軸承(下稱水導(dǎo))距離推力軸承越遠擺度將越大。為保證水導(dǎo)瓦與中心軸的間隙計算準(zhǔn)確,保證機組正常運行,準(zhǔn)確計算軸瓦間隙就成了工作重點。當(dāng)機組盤車合格后,我們以下導(dǎo)軸承為參照點來計算水導(dǎo)軸瓦與機組中心軸間隙。根據(jù)相似原理,用水導(dǎo)的全擺度減去下導(dǎo)的全擺度,得出水導(dǎo)的凈擺度。Ф1=Ф1-Ф2(1)式中:Ф1—為水輪機導(dǎo)軸承的凈擺度,mm;Ф1—為水輪機導(dǎo)軸承的全擺度,mm;Ф2—為下機架導(dǎo)軸承的全擺度,mm。水導(dǎo)瓦的設(shè)計間隙為單邊δ0=0.40mm。考慮到水導(dǎo)軸承的傾斜方向,水導(dǎo)瓦的單邊間隙為設(shè)計值加上它的傾斜值,而傾斜值為凈擺度值的一半,故我們可以得出計算公式。計算水導(dǎo)瓦單邊間隙的公式:δ=設(shè)計值(δ0)+Ф1/2=設(shè)計值(δ0)+(Ф1-Ф2)/2(2)龍灘水電站4號機盤車水導(dǎo)軸承和下導(dǎo)軸承的全擺度按照機組+X、+Y軸線方向分八個點記錄數(shù)據(jù)如表1所示。1號軸瓦間隙計算值為廠家單邊設(shè)計的0.40mm加水導(dǎo)軸承凈擺度值的1/2,即得到軸瓦的間隙值。負值就相加,正值就相減。表3的數(shù)據(jù)均是按此公式計算出來的,并滿足GB/T8564—2003《水輪發(fā)電機組安裝技術(shù)規(guī)范》中導(dǎo)軸瓦間隙允許偏差不應(yīng)超過±0.02mm。龍灘4號機盤車水導(dǎo)、下導(dǎo)記錄數(shù)據(jù)見表1測點以+Y方向順時針分布。對應(yīng)24塊分塊瓦的凈擺度值推算,按+X、+Y方向水導(dǎo)軸承的凈擺度值,可以判斷水輪機軸的擺度峰值在9號軸瓦處,達到0.245mm。根據(jù)中心軸線兩面對稱和遞減規(guī)律,分配給各瓦塊的凈擺度值見表2。2.2水導(dǎo)軸瓦安裝水導(dǎo)瓦的間隙值已經(jīng)計算出(表2),但要把間隙值調(diào)整在準(zhǔn)確范圍內(nèi),需要耐心細致的工作并配上精妙的操作方法才能完成。水導(dǎo)軸瓦瓦坯由鑄鋼ZG20SiMn整圈制成,加工后切開,分成24塊。水導(dǎo)軸承安裝之前,水力機組的軸線應(yīng)位于中心位置,檢查上下止漏環(huán)間隙以及發(fā)電機轉(zhuǎn)子的空氣間隙應(yīng)符合規(guī)定的要求。按+X和+Y軸線方向,在上、下各導(dǎo)軸承和水輪機轉(zhuǎn)輪處分別架設(shè)2塊百分表,監(jiān)視機組中心軸是否移動。沿軸線方向的4塊軸瓦分別抱緊上、下、水導(dǎo)軸承,并用楔子板按軸向分八個點固定轉(zhuǎn)輪與座環(huán)間的間隙,使機組處于固定狀態(tài)緊固軸瓦和轉(zhuǎn)輪時,百分表的讀數(shù)偏差不能大于0.02mm。然后將預(yù)裝好的水導(dǎo)軸瓦按編號對稱裝入水導(dǎo)油盆。現(xiàn)將全部軸瓦環(huán)抱在軸領(lǐng)上,暫時不調(diào)整間隙值,抱瓦時應(yīng)注意百分表數(shù)值不得發(fā)生變化,此時座環(huán)與轉(zhuǎn)輪之間的楔子板不能拆除。廠家提供的鍵為楔子型,長度250～280mm,一面成錐形另一面為平面,錐度比例為50∶1的共同條件下,調(diào)整軸瓦間隙目前總結(jié)出有兩種方法:1軸瓦間隙的測量利用自制的專業(yè)頂絲推動軸瓦向軸領(lǐng)靠近,使0.02mm的塞尺不能通過則滿足要求,且百分表讀數(shù)不能發(fā)生變化,如果變化一定要使百分表變化的數(shù)值恢復(fù)后才能進行下一步的操作。當(dāng)軸瓦緊緊靠著軸領(lǐng)時,把鍵放入鍵槽,輕輕敲擊鍵的頂部,使鍵不松動為止。用記號筆在鍵上做好調(diào)整鍵高度基準(zhǔn)線的標(biāo)記。用深度游標(biāo)卡尺測量圖2中H值,并記錄。鍵的提升比例為50∶1,鍵每提高50mm,鍵與瓦座的間隙就增大1mm。根據(jù)計算得出的軸瓦間隙(μ),算出需要加工套管的長度(h)為測量的H值減去鍵需要提高的數(shù)值(η)。h=H-η(3)μ/η=1/50(4)加工套管長度偏差小于0.1mm,管口平面度偏差應(yīng)小于0.05mm。套上加工好的套管,擰緊套管上的螺帽到緊固為止。2軸瓦間隙h值的測量先用自制的專用頂絲推動瓦塊向大軸靠緊,使軸瓦與大軸軸領(lǐng)間沒有間隙,同時在監(jiān)視百分表數(shù)值變化。每塊軸瓦間隙應(yīng)對稱分塊調(diào)整,為保證調(diào)整后的軸瓦間隙滿足計算間隙值,挑選出放入鍵與瓦座之間的塞尺數(shù)值應(yīng)在計算軸瓦間隙值上增加0.01mm,其公式如下:塞尺數(shù)值(a)=計算軸瓦間隙(b)+0.01mm(5)把得出數(shù)值的塞尺卡入瓦座與鍵的接觸面上,用力適當(dāng)敲擊鍵板頂部,保證塞尺在瓦座和軸瓦之間不松動。利用深度尺測量并記錄下鍵頂部到固定板底部的高度,如圖中H值。然后松開頂絲,取出塞尺。其它瓦塊的H值也按此方法測試完后,根據(jù)記錄數(shù)據(jù)加工套管1,套管加工長度偏差小于0.1mm,管口平面度值間偏差小于0.05mm。按加工編號安裝套管,緊固鎖定螺帽,水導(dǎo)軸瓦間隙調(diào)整完成。在所有調(diào)整瓦間隙過程中,必須保證鍵與瓦座的接觸面積。3水導(dǎo)瓦間隙小而損壞3.1瓦溫的監(jiān)測在調(diào)整安裝完水導(dǎo)部分和其他相關(guān)部位后,在機組進入72h試運行階段,在機組開始轉(zhuǎn)動就監(jiān)測瓦溫并記錄,防止水導(dǎo)瓦因為間隙小而燒毀。運行一段時間后,4號水輪發(fā)電機組的24塊分塊水導(dǎo)瓦溫數(shù)據(jù)記錄如表3。如表3瓦溫所示,實際最高溫度為45℃,小于廠家50℃的要求,在監(jiān)理、廠家和電廠人員的驗收下,一次合格。溫度較低說明軸瓦間隙較大,溫度較高說明軸瓦間隙較小。為了更好保證水機軸在正常擺度范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動,我們根據(jù)試運行的溫度記錄,調(diào)整溫度較高和溫度較低的軸瓦間隙。使瓦溫保持在設(shè)計運行溫度范圍以內(nèi)。4機組各導(dǎo)軸承軸瓦間隙的精密計算施工水